[发明专利]有价金属的回收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种回收例如锂离子电池等的废电池中含有的有价金属的方法。

背景技术

对锂离子电池等的使用完毕的电池或者生产工序内的不合格品电池（下称“废电池”）进行再生以回收所含有的有价金属的处理方法，大致分为干式法和湿式法。

干式法是对破碎的废电池进行熔融处理，将以钴、镍、铜为代表的回收对象即有价金属和以铁、铝为代表的附加价值低的其它金属等，利用它们之间的氧亲和力差异来进行分离回收的方法。即，通过尽量对铁等附加价值低的元素进行氧化而使其成为炉渣、并且尽量对钴等有回收价值的元素的氧化进行抑制而作为合金进行回收的方法。

例如，在专利文献1中公开了一种通过使用高温加热炉并且在废电池中添加助熔剂，对炉渣进行反复处理，从而将作为有价金属的镍、钴能够回收80%左右的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第7169206号公报

发明内容

发明要解决的课题

由于铁和钴是氧亲和力彼此相近的元素，两种元素会竞争性地发生氧化反应。因此，在理论上而言，不可能实现在使铁得到100%的氧化而全部以炉渣回收的同时，使钴100%得不到氧化而全部以合金回收的事情。因此，实际情况是，通过调节氧化度使铁的氧化度低于100%而将一定比例分配给合金侧，由此提高钴作为金属的回收率。即，通过调节氧化度使一定量的铁存在于合金中，由此提高钴的回收率。合金中的铁是在后面的湿式工序中予以分离去除的不需要的金属，因此优选合金中的铁量尽可能少。

作为影响上述铁和钴的竞争性氧化反应的其它元素，有作为锂离子电池的正极导电材料等而大量存在的铝。与铁和钴相比，铝的氧亲和力非常高，容易形成氧化铝。因此，若在铝共存的情况下，在氧化时铝优先消耗氧，其结果，铁的氧化变得不充分，从而铁在炉渣中的分配率降低，存在合金中的铁量增加的问题。

另外，若炉渣中的氧化铝含量相对多，则熔融温度高而成为高粘度的炉渣。当对炉渣进行分离、回收时，还会导致合金受到物理性拖拉而转移至炉渣中，从而存在降低作为合金的回收率的问题。

根据上述原因，特别是在铝共存的情况下，仅与铁和钴这两种元素相比较，为了获得规定的钴回收率所需的合金中的铁量变得更多，从而在锂离子电池的废电池的处理中，难以兼得炉渣中铁的高分配率以及合金中钴的高分配率。

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，提供一种通过干式法从废电池中回收有价金属时，能够稳定且显著地提高回收率的有价金属的回收方法。

解决课题的方法

本发明人发现：通过将炉渣的分离分为两次而设成两个阶段，在初次的第一炉渣分离工序中分离以氧化铝为主的第一炉渣，其后在第二炉渣分离工序中分离以氧化铁为主的第二炉渣，能够在第二炉渣分离工序中形成低熔融温度下与合金的分离性良好的第二炉渣，并基于此能够飞跃性地提高钴与铁的分离性能，由此完成了本发明。更具体而言，本发明提供如下技术方案。

（1）一种有价金属的回收方法，是从含有铝和铁的废电池中回收有价金属的方法，包括：

熔融工序，其熔融前述废电池而获得熔融物；

第一氧化工序，其以能够氧化前述铝的氧化度对前述熔融工序时的前述熔融物或者对前述熔融工序前的前述废电池进行处理；

第一炉渣分离工序，其从前述熔融物中分离含有氧化铝的第一炉渣，从而获得含有铁的第一合金；

第二氧化工序，其以能够氧化前述铁的氧化度对前述第一合金或其熔融物进行处理；以及

第二炉渣分离工序，其从前述第二氧化工序后的熔融物中分离含有氧化铁的第二炉渣，从而回收含有钴的第二合金。

（2）如（1）所述的有价金属的回收方法，其中，前述第一合金中的铁相对于前述废电池中的铁总量的质量比为30%以上且100%以下。

（3）如（1）或（2）所述的有价金属的回收方法，其中，前述第二合金中的钴相对于前述废电池中的钴总量的质量比为75%以上，前述第二合金中的铁相对于前述废电池中的铁总量的质量比为7%以上且30%以下。

（4）如（1）～（3）中任一项所述的有价金属的回收方法，其中，前述第一氧化工序是对前述熔融工序之前的前述废电池施行的、通过焙烧前述废电池来进行预氧化处理的预氧化工序。

（5）如（4）所述的有价金属的回收方法，其中，在600℃以上且1250℃以下的温度下施行前述预氧化工序。